CN210451079U - 一种管内钻头定位及控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及管内加工技术，一种管内钻头定位及控制装置，其中上顶头和下顶头均为柱状体，上顶头和下顶头分别置于垂向安装孔中，上顶头和下顶头的外环设有密封圈，上顶头和下顶头尾部相对，且上顶头尾端面积大于下顶头尾端面积，上顶头的尾端、下顶头的尾端以及垂向安装孔的部分内壁围合成第二油腔，垂向安装孔内部靠近上端处安装有限位密封结构，且限位密封结构与上顶头的外环面之间设有密封圈，上顶头的部分外环面、限位密封结构的下端面和垂向安装孔的部分内壁围合成第一油腔，装置主体内部设独立的第一油路和第二油路。本管内钻头定位及控制装置可实现钻孔前对钻头定位，钻孔中对钻头提供下压力，钻孔后可将钻头径向抬起。

Description

一种管内钻头定位及控制装置

技术领域

本实用新型涉及管内加工技术，特别是管内钻孔使用的钻头定位及控制装置。

背景技术

管内钻盲孔需将钻头装置伸入管内，再在管壁上径向钻孔。现有技术中还没有一种对钻头位置定位的装置，因此钻孔位置容易出现偏差，钻孔过程中难以提供钻孔所需下压力，同时钻孔后，钻头无法径向抬起。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提出的管内钻头定位及控制装置，其可实现钻孔前对钻头定位，钻孔中对钻头提供下压力，钻孔后可将钻头径向抬起。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种管内钻头定位及控制装置，包括装置主体、上顶头和下顶头，其中装置主体为杆状，装置主体内设有垂向安装孔，且垂向安装孔的轴心与所述装置主体的轴心相互垂直，所述上顶头和下顶头均为柱状体，上顶头和下顶头分别置于垂向安装孔中，所述上顶头和下顶头的外环设有密封圈，所述上顶头和下顶头尾部相对，且上顶头尾端面积大于下顶头尾端面积，所述上顶头的尾端、下顶头的尾端以及垂向安装孔的部分内壁围合成第二油腔，所述垂向安装孔内部靠近上端处安装有限位密封结构，所述上顶头穿过限位密封结构，且限位密封结构与上顶头的外环面之间设有密封圈，所述上顶头的部分外环面、限位密封结构的下端面和垂向安装孔的部分内壁围合成第一油腔，所述装置主体内部设独立的第一油路和第二油路，其中第一油路与第二油腔连通，所述第二油路与第一油腔连通。

作为优选的，所述上顶头包括一体连接的上顶杆和上活塞，其中上活塞设置在上顶杆的尾部，且上活塞的直径大于上顶杆的直径，所述密封圈设置在上活塞外环面。

作为优选的，所述上活塞的朝向第一油腔一侧端面的外环处设有环形槽。

作为优选的，所述下顶头包括一体连接的下顶杆和下活塞，其中下活塞设置在下顶杆的尾部，且下活塞的直径大于下顶杆的直径，所述密封圈设置在下活塞外环面，所述垂向安装孔的内环面靠近下端处设有环形的第一限位台阶，该第一限位台阶的内径与所述下顶杆的外径匹配。

作为优选的，所述装置主体外环面开设有两个侧安装孔，侧安装孔轴心相互平行，且侧安装孔轴心与垂向安装孔的轴心垂直，两个所述侧安装孔中分别插装有侧顶头，且侧顶头的外环面设有密封圈，所述侧顶头的尾端和侧安装孔的部分内壁围合成第三油腔，所述装置主体内还具有第三油路，该第三油路两端分别连接两个第三油腔，第三油路中间位置与第一油路连接。

作为优选的，所述上顶头和下顶头的移动路径为垂直方向，所述侧顶头的移动路径为水平方向。

使用本实用新型的有益效果是：

装置主体四个侧面均设置顶头装置，通过上顶头、下顶头和两个侧顶头即可实现装置主体的定位。通过控制第二油腔压力，利用上顶头和下顶头尾端压力差，可实现上顶头伸出、下顶头退回的效果，实现对钻头下压。通过对第一油腔的持续加压可实现上顶头退回和下顶头顶出，从而实现钻头从钻孔内退出的效果，本装置结构紧凑。

附图说明

图1为本实用新型管内钻头定位及控制装置的结构示意图。

图2为本实用新型管内钻头定位及控制装置纵向剖视图。

图3为图1中沿A-A向的剖视图。

附图标记包括：

10-装置主体，11-第一油路，12-第二油路，13-第三油路，14-第一限位台阶，15-第一油腔，16-第二油腔，17-第三油腔，20-上顶头，21-上顶杆，22-上活塞，221-环形槽，30-下顶头，31-下顶杆，32-下活塞，40-限位密封结构，50-侧顶头。

具体实施方式

为使本技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本技术方案进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而不是要限制本技术方案的范围。

如图1-图3所示，本实施例提出一种管内钻头定位及控制装置，包括装置主体10、上顶头20和下顶头30，其中装置主体10为杆状，装置主体10内设有垂向安装孔，且垂向安装孔的轴心与装置主体10的轴心相互垂直，上顶头20和下顶头30均为柱状体，上顶头20和下顶头30分别置于垂向安装孔中，上顶头20和下顶头30的外环设有密封圈，上顶头20和下顶头30尾部相对，且上顶头20尾端面积大于下顶头30尾端面积，上顶头20的尾端、下顶头30的尾端以及垂向安装孔的部分内壁围合成第二油腔16，垂向安装孔内部靠近上端处安装有限位密封结构40，上顶头20穿过限位密封结构40，且限位密封结构40与上顶头20的外环面之间设有密封圈，上顶头20的部分外环面、限位密封结构40的下端面和垂向安装孔的部分内壁围合成第一油腔15，装置主体10内部设独立的第一油路11和第二油路12，其中第一油路11与第二油腔16连通，第二油路12与第一油腔15连通。

作为优选的，上顶头20包括一体连接的上顶杆21和上活塞22，其中上活塞22设置在上顶杆21的尾部，且上活塞22的直径大于上顶杆21的直径，密封圈设置在上活塞22外环面。上活塞22的朝向第一油腔15一侧端面的外环处设有环形槽211。

下顶头30包括一体连接的下顶杆31和下活塞32，其中下活塞32设置在下顶杆31的尾部，且下活塞32的直径大于下顶杆31的直径，密封圈设置在下活塞32外环面，垂向安装孔的内环面靠近下端处设有环形的第一限位台阶14，该第一限位台阶14的内径与下顶杆31的外径匹配。

装置主体10外环面开设有两个侧安装孔，侧安装孔轴心相互平行，且侧安装孔轴心与垂向安装孔的轴心垂直，两个侧安装孔中分别插装有侧顶头50，且侧顶头50的外环面设有密封圈，侧顶头50的尾端和侧安装孔的部分内壁围合成第三油腔17，装置主体10内还具有第三油路13，该第三油路13两端分别连接两个第三油腔17，第三油路13中间位置与第一油路11连接。

上顶头20和下顶头30的移动路径为垂直方向，侧顶头的移动路径为水平方向。

具体的，如图1所示，本装置的左侧端面连接管内钻头，右侧端面设有第一油路11和第二油路12的油路接口，钻头的刀具伸出方向和下顶头30的伸出方向同向，并与上顶头20的伸出方向相反，钻头刀具的伸出方向与侧顶头50的伸出方向垂直，即上顶头20、下顶头30和两个侧顶头50的伸出方向相互垂直。可以理解的，钻头与装置主体10之间刚性连接。在装置主体下降的过程中，钻头长度不变，则钻头此时只能钻入管壁内，同时其下降速度应与下顶头30缩回速度一致。同时，侧顶头50尾端的面积远远小于上顶头20尾端的面积，即侧顶头50对管壁的扶持力很小。

如图2所示，本实施例中，垂向安装孔具主要分为两段，其中下段的直径略小，上段的直径较大，下顶杆31的直径最小，下活塞32的直径略大于下顶杆31的直径，垂向安装孔内部靠近下端处设有第一限位台阶14，第一限位台阶14为圆环状凸台结构，第一限位台阶14的内径与下顶杆31的直径匹配，第一限位台阶14的内环面上设有密封圈，下活塞32的外环面设有密封圈。

上顶头20中上顶杆21的直径与下活塞32的外径大体一致，上活塞22的外径大于上顶杆21的直径，在垂向安装孔内壁上端处设有限位密封结构40，其作用是方便将上顶头20和下顶头30安装在垂向安装孔中，并实现对上顶头20的密封和限位。限位密封结构40内壁与上顶杆21的相对面设有密封圈，限位密封结构40与装置主体10的相对面设有密封圈。

结合如上说明，本装置的使用过程如下：

本装置随同外接的管内钻头一起深入到管内，此时第一油路11向第二油腔16供油，第二油腔16内液压油推动上顶头20、下顶头30同时上下伸出，与此同时，第一油路11通过第三油路13向第三油腔17供油，侧顶头50向两侧伸出，通过上顶头20、下顶头30和两个侧顶头50的配合，使得本装置实现对钻头管内定位。

持续对第一油路11供油，第二油腔16内油压增大，因上顶头20尾部上活塞22尾端的面积比下顶头30的下活塞32尾端的面积大，因此，上顶头20受到液压油的推力大于下顶头30受到液压油的推力，因此，上顶头20持续伸出，下顶头30缩回到垂向安装孔中，即本装置持续下压，即可完成对管内钻头的下压动作，使得钻头在管内壁切削。

在管内孔切削加工完成后，第一油路11的液压油压力略降低并保持压力，增加第二油路12液压油的压力，第一油腔15的液压油压力增大，第一油腔15内液压油推动上顶头20退回，同时下顶头30向下伸出使得钻头的刀具从切削孔中退出，完成钻头的整个动作。

上活塞22上端面外沿处设置的环形槽221的作用是，为避免上活塞22的上端面与限位密封结构40下端面完全贴合。

装置主体10四个侧面均设置顶头装置，通过上顶头20、下顶头30和两个侧顶头50即可实现装置主体10的定位。通过控制第二油腔16压力，利用上顶头20和下顶头30尾端压力差，可实现上顶头20伸出、下顶头30退回的效果，实现对钻头下压。通过对第一油腔15的持续加压可实现上顶头20退回和下顶头30顶出，从而实现钻头从钻孔内退出的效果，本装置结构紧凑。

本装置侧顶头50尾端的面积远远小于上顶头20尾端的面积，即侧顶头50对管内壁的扶持力很小，在上顶头20持续向上顶出，钻头下压的过程中，上顶头20对管壁的压力为F1，下顶头30对管壁的压力为F2，侧顶头50对管壁的摩擦力为F3，本技术方案中F1＞F2+F3。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本技术内容的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本实用新型的构思，均属于本专利的保护范围。

Claims (6)

1.一种管内钻头定位及控制装置，其特征在于：包括装置主体、上顶头和下顶头，其中装置主体为杆状，装置主体内设有垂向安装孔，且垂向安装孔的轴心与所述装置主体的轴心相互垂直，所述上顶头和下顶头均为柱状体，上顶头和下顶头分别置于垂向安装孔中，所述上顶头和下顶头的外环设有密封圈，所述上顶头和下顶头尾部相对，且上顶头尾端面积大于下顶头尾端面积，所述上顶头的尾端、下顶头的尾端以及垂向安装孔的部分内壁围合成第二油腔，所述垂向安装孔内部靠近上端处安装有限位密封结构，所述上顶头穿过限位密封结构，且限位密封结构与上顶头的外环面之间设有密封圈，所述上顶头的部分外环面、限位密封结构的下端面和垂向安装孔的部分内壁围合成第一油腔，所述装置主体内部设独立的第一油路和第二油路，其中第一油路与第二油腔连通，所述第二油路与第一油腔连通。

2.根据权利要求1所述的管内钻头定位及控制装置，其特征在于：所述上顶头包括一体连接的上顶杆和上活塞，其中上活塞设置在上顶杆的尾部，且上活塞的直径大于上顶杆的直径，所述密封圈设置在上活塞外环面。

3.根据权利要求2所述的管内钻头定位及控制装置，其特征在于：所述上活塞的朝向第一油腔一侧端面的外环处设有环形槽。

4.根据权利要求1所述的管内钻头定位及控制装置，其特征在于：所述下顶头包括一体连接的下顶杆和下活塞，其中下活塞设置在下顶杆的尾部，且下活塞的直径大于下顶杆的直径，所述密封圈设置在下活塞外环面，所述垂向安装孔的内环面靠近下端处设有环形的第一限位台阶，该第一限位台阶的内径与所述下顶杆的外径匹配。

5.根据权利要求1所述的管内钻头定位及控制装置，其特征在于：所述装置主体外环面开设有两个侧安装孔，侧安装孔轴心相互平行，且侧安装孔轴心与垂向安装孔的轴心垂直，两个所述侧安装孔中分别插装有侧顶头，且侧顶头的外环面设有密封圈，所述侧顶头的尾端和侧安装孔的部分内壁围合成第三油腔，所述装置主体内还具有第三油路，该第三油路两端分别连接两个第三油腔，第三油路中间位置与第一油路连接。

6.根据权利要求5所述的管内钻头定位及控制装置，其特征在于：所述上顶头和下顶头的移动路径为垂直方向，所述侧顶头的移动路径为水平方向。

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